寧波地區外墻外保溫材料研究

唐勝中，陳江峰，王全奇

（中國建筑第二工程局有限公司，北京100071）

1 引言

我國實施外墻外保溫的時間最早可以追溯到20 世紀80 年代，1986 年頒布的建筑設計標準中，就已存在大量與外墻外保溫相關的內容。 考慮到約有50%的建筑能耗均聚集在建筑物外墻上，因此，科學選擇保溫材料并展開施工，可以在改善建筑物保溫效果的同時對其能耗加以控制。調查發現，現階段，國內外關于外墻外保溫的研究多集中在施工方法、工藝方面，本文以保溫材料為落腳點，結合寧波地區情況圍繞不同材料的應用展開討論。

2 研究背景

外墻保溫形式分為兩種，分別是外保溫和內保溫。其中，內保溫的優點是操作安全、施工難度小和使用成本低，寧波地區早期建筑物多使用該保溫形式，但是隨著時間的推移，該形式的不足也逐漸顯露出來，具體包括保溫層厚度較厚、存在熱橋效應和開裂概率大，逐漸被建筑行業邊緣化[1]。 在此背景下，外保溫形式應運而生，該形式彌補了內保溫的不足，其優點主要體現在以下方面：一是墻體不會出現熱橋，在減少熱損失的同時，使熱能得到節約，符合當今社會倡導的節能減排理念；二是能夠加強主體結構整體的耐久性。 雖然外墻外保溫被引入我國的時間較晚，但隨著大量相關政策的出臺，圍繞外墻外保溫所展開研究變得更加深入，保溫材料、工藝更新換代的速度不斷提升，在實際施工中，施工人員應結合現行設計標準所提出要求（見表1），對保溫材料加以選擇。

3 外墻外保溫材料介紹

3.1 有機材料

可用于外保溫施工的有機材料主要包括3 類，分別是聚氨酯、酚醛樹脂和聚苯丙乙烯。 優點在于隔熱保溫效果理想，導熱系數較低，易于加工，表觀密度偏低，整體致密性高；不足在于燃燒性能往往僅能達到B 級標準， 單價高且無法循環利用，較易出現空鼓、老化、燃燒或粉化問題，無法完美融入基層墻體，整體尺寸穩定性不理想[2]。 該類材料的性能參數如表2 所示。

其中，聚氨酯具有良好的防水性和整體性，可以避免外墻出現熱橋作用，通常用于結構復雜、節能要求嚴格的建筑物。酚醛樹脂在阻燃性和保溫性方面的表現， 通常能夠滿足大部分建筑的要求。 聚苯丙乙烯材料又分為XPS（擠塑式聚苯乙烯隔熱保溫板）、EPS（聚苯乙烯泡沫）兩種，前者的性價比較高，但施工不當會增加外墻開裂或保溫材料脫落的概率， 后者更適用于外形相對簡單的建筑，可以顯著改善建筑的隔音性。

3.2 無機材料

無機材料可以細分為礦物棉、保溫砂漿和發泡材料3 類，同樣具有明顯的優點與不足。 優點是施工難度小、 燃燒性理想、 力學性能相對穩定； 不足是保溫性能仍有較大的提升空間，表觀密度能達到有機材料的近10 倍，導熱系數偏大。 該類材料的性能參數如表3 所示。

表3 無機保溫材料性能

其中， 巖棉具有理想的保溫性與燃燒性， 但由于較易粉化，因此，無法滿足薄抹灰系統的要求。 玻璃棉在耐腐蝕、防火性、吸引性和保溫性等方面均具有極為突出的表現，但要注意隱蔽纖維，如果施工方決定使用該材料，則應先進行預處理，再將其用于保溫系統。 保溫砂漿的安全系數較高， 但重度較大。 發泡水泥可以重復使用，壽命和建筑物相同，通常可以取得良好的節能效果，但其保溫性能并不理想，如果建筑物對節能的要求較為嚴格，則應放棄使用該材料。

3.3 復合材料

目前，已在建筑行業得到應用的復合材料主要有真金板、超薄絕熱板。 該類材料融合了有機、無機材料的優點，在燃燒性、表觀密度還有導入系數方面具有突出表現，但由于市場經驗有限，因此，現階段該類材料往往無法達到A 級標準。 材料的性能參數如表4 所示。

表4 復合保溫材料性能

真金板的特點是吸水率較低，保溫性、燃燒性理想，抗壓強度相對較高，但由于其無法達到A 級防火標準，因此，尚未在寧波地區得到推廣。 超薄絕熱板的特點是能夠直接粘貼，自重輕并且體積小，通常不會造成環境污染或是類似的問題，但該材料的市場單價較高，且極易由于粘貼方式不當而漏氣，進而導致保溫失效，需要有所了解。

4 寧波地區常用外墻外保溫材料

作為港口城市， 寧波地區具有氣候溫潤、 冬冷夏熱的特點，近幾年，該地區大力興建公共建筑和民用建筑。 據不完全統計，建筑能耗在社會能耗中的占比高達22%，其占比還將隨著建筑數量的增多而有所加大，科學選用保溫材料，則能在一定程度上減少建筑能耗，其現實意義不言而喻[3]。現階段，寧波地區建筑多使用以下幾種保溫材料進行外墻外保溫施工。

4.1 聚苯板保溫材料

建筑物極易出現外墻開裂問題， 保溫層開裂是外墻開裂的主要原因， 只有準確掌握保溫層開裂的原因并采取恰當的防裂措施，才能使保溫層發揮出應有作用，在保證建筑物安全的前提下，使其節能性得到凸顯。 如果以外墻的結構為依據，則可以將裂縫分為3 類，分別是涂料層開裂、保溫層開裂還有基層開裂。 保溫層的質量往往由保溫材料的特性決定，一旦內外溫差所導致變形量達到或超過材料極限，便會出現裂縫。 分析寧波地區建筑物能夠發現，導致問題出現的原因有3 個，分別是結構開裂、材料質量或性能不達標、施工方式不正確。 要想降低該問題的發生率，關鍵是要堅持柔性釋放應力等原則，施工期間重點關注水平線、垂線的放線情況；避免外墻表面過于干燥，導致出現起皮、泛堿或粉化等問題；通過錯縫套錨的方式粘貼保溫板； 根據現場情況， 科學配制粘貼所使用的砂漿；竣工后，盡快針對保溫系統的耐候性開展試驗，只有順利通過試驗且抗裂性能突出的建筑物，才能正式投入使用[4]。

該保溫系統由5 部分組成，由外向內分別是涂料層、錨栓、玻纖網格布、保護層和EPS 板。 優點是具有良好的環境適應能力，既可以用于建筑施工，還可以用于建筑的擴建和改造，隔熱保溫性能、節能效果均能夠達到理想水平；缺點在于較易出現外墻開裂、保護層開裂還有瓷磚空鼓的情況。 目前，該材料尚未得到大范圍推廣，對應施工規范、施工方案仍有待完善。

4.2 聚氨酯保溫材料

施工方可以通過現場噴涂該材料的方式對建筑物進行保溫。 對應保溫系統主要由以下幾層組成：（1）飾面層；（2）防護層；（3）過渡層；（4）砂漿層；（5）保溫層；（6）底漆層。 作為寧波地區常用的節能保溫材料，聚氨酯硬質泡沫在膠黏性、防火性等方面均具有極為突出的表現， 在外墻保溫施工期間使用該材料，可以避免熱橋問題出現。 另外，該材料還具有保養難度小、施工成本低等優點，能夠通過控制保溫層厚度的方式使建筑室內面積得到增加。

4.3 膠粉聚苯保溫材料

膠粉聚苯的原料是聚苯顆粒、膠粉料，混合所形成保溫灰漿中，聚苯顆粒的占比通常接近80%。對應保溫系統同樣包括飾面層、防護層、保溫層還有界面層等部分，該保溫材料主要用于保溫層的施工，與其他材料相比，該材料具有三大優點：一是黏結強度高且力學性能穩定；二是收縮率較低，通常不會由于收縮而出現龜裂、開裂問題，可以為建筑物的安全提供保障；三是防火性能突出，原因在于使用該材料進行施工，需要施工人員借助錨固件、鋼絲網加固巖棉板，確保巖棉板與基層墻體可靠連接，在此基礎上，均勻涂抹膠粉聚苯，增加巖棉板整體強度，其防火、抗火效果自然能夠因此而達到預期水平。

5 結語

調查發現，在城鎮化進程持續推進的背景下，建筑能耗占比逐漸由早期的20%提高到35%， 換言之， 常規墻體節能材料、工藝均已無法發揮出應有作用，通過堆砌保溫材料改善保溫效果的做法逐漸被建筑行業所淘汰， 對復合墻體加以使用成為大勢所趨。 新形勢下，外保溫材料已在寧波地區得到廣泛應用，雖然由于外墻外保溫大范圍推廣的時間較短，目前，仍然存在缺少有關標準，對國外技術依賴性較強，節能意識有待強化等問題，但可以預見的是，未來隨著研究的不斷深入，該類材料的價值必然會得到最大化實現， 其作用也將得到更加充分的發揮。